8.4. Защита приемников электроэнергии и электрических сетей

Надежность работы приемников электро­энергии и электрических сетей в нормальном и аварийном режимах обеспечивается комплексом мероприятий, в том числе применением защитных устройств, обеспечивающих защиту от токов КЗ, токов перегрузки, понижения напряжения, обрыва фазы и др.

Защиту от коротких замыканиях и перегрузок в судовых электрических сетях обеспечивают автоматические выключатели установочные срабатывающие без выдержки времени и селективные, использование которых обеспечивает отключение конкретного участка, на котором имеет место аварийный режим.

Избирательность ( селективность ) защиты это свойство защи­ты состоит в отключении в кратчайшее время поврежденного участка сети с сохранением бесперебойного снабжения электроэнергией осталь­ных.

Рисунок 8.4. Избирательная защита участков электрической сети: « — принципиальная схема; б — временная диаграмма

Пусть работу приемников электроэнергии обеспечивает генератор G2, а генератор G1 отключен (рис. 8.4, а). Включены АВ: генератора QF4, секционный QF3, распределительного щита QF2 и отдельного приемни­ка QF1.

Точками К1-К4 обозначены возможные места (ступени) КЗ.

При КЗ на любой из ступеней должен отключиться только один из перечисленных АВ.

Избирательность ( селективность ) защиты сети можно получить настройкой ЗУ по времени отключения или току срабатывания.

Избирательность защиты по времени отключения достига­ется при выполнении условия

t < t < …t

где t , t , …, t время отключения АВ на соответствующем участке сети.

8.5. Контроль сопротивления изоляции

.

Изолирующие оболочки кабелей и проводов не являются идеальными диэлектрика­ми. Это означает, что через оболочку любого провода протекает ток утечки I , источником которого является генератор СЭС или любой другой источник электроэнергии.

Сопротивление оболочки провода протеканию упомянутого тока называется сопротивлением изоляции

R =

где U - напряжение источника электроэнергии.

Рисунок 8.5. Схемы электрических сетей постоянного (в) и переменного (б) тока с различными видами сопротивления изоляции

Различают 2 вида сопротивления изоляции ( рис. 6.6, а ):

- отдельного провода относительно корпуса r ( r );

- между токоведущими жилами r _.

Увеличение тока утечки свидетельствует о снижении сопротивления изоляции. .

Токи утечки каждого элемента длины кабеля, замыкаясь через источник, образуют параллельные ветви. Поэтому чем длиннее линия, тем больше параллельных ветвей для указанных токов и тем меньше сопротивление изоляции линии.

Токи утечки создаются не только линиями электропередачи, но также источниками и приемниками электроэнергии через сопротивление изоляции обмоток электрических машин.

Поэтому одновременное включение большого числа приемни­ков, каждый из которых имеет достаточно высокое сопротивление изоляции, может привести к значительному снижению сопротивления изоляции судовой сети.

Токи утечки, помимо тока жилы, вызывают дополнительный нагрев изоляции и ускоряют ее старение. Поэтому нагрев изоляции токоведущих жил кабелей и проводов не должен превышать пределов температур (ºС), допускаемых классом изоляции

На состояние изоляции также существенно влияют внешние факто­ры: влажность и температура воздуха, вибрация и др.

Снижение сопро­тивления изоляции ниже установленных норм может вызвать пожар электрооборудования или стать причиной поражения человека электрическим током.

Систематический контроль сопротивления изоляции может прово­диться как при снятом напряжении, так и при его наличии на электро­оборудовании.

На судах для измерения сопротивления изоляции обесточенного СЭО применяют специальные электроизмерительные приборы - переносные мегаомметры . Выбор мегомметра производится с учётом напряжения сети в которой производится измерение..

Принцип действия этих приборов заключается в искусственном создании и последующем измерении тока утечки, значение которого зависит от сопротивления изоляции. Поэтому мегаомметры имеют источник питания и измерительное устройство со шкалой, проградуированной в килоомах или мегаомах. Мегометры бывают индукционными и безиндукционные.

Правила измерения сопротивления изоляции заклю­чаются в следующем. Сначала проверяют исправность мегаомметра, для чего соединяют накоротко зажимы «Л» ( «ли-ния» ) и «З»( «земля», т.е. корпус ) и, вращая рукоятку, убеждаются в установке стрелки прибора на нулевую отметку.

Затем отключают напряжение с объекта измерения, после чего обязательно проверяют отсутствие напряжения исправным индикатором.

Отсчет сопротивления изоляции следует проводить через 1 мин после прило­жения рабочего напряжения мегаомметра.

Считается, что по истечении этого времени закончится заряд емкостей объектов измерений -электрических сетей или машин, и токи утечки через емкости, создаю­щие погрешности измерений, уменьшатся до нуля.

После окончания измерений необходимо снять с сети заряд кратковременным заземлением жил или их соединением между, собой. Это позволит избежать поражения человека электрическим током при случайном прикосновении к жилам.

Для автоматизированного контроля сопротивления изоляции электрических сетей применяют разные методы, однако наибольшее распространение получил метод наложения постоянного тока на контролируемую сеть переменного тока.

Разработанная в последнее время система диагностирования изоляции сводит к минимуму время поиска поврежденного участка или элемента электрической сети. В состав системы входят 4 блока (рис. 6.13).

Рисунок 8.6. Структурная схема автоматической системы диагностиро­вания изоляции СЭЭС

Функ­циональный блок БФ совмещает функции источника питания остальных блоков системы и блока формирования контрольных напряжений с последующей выдачей их в судовую сеть и на обесточенные элементы СЭЭС. Кроме того, это блок выдает в измерительный блок БИ напряже­ния, пропорциональные токам утечки всей СЭЭС и ее отдельных элементов.

В блоке БИ указанные напряжения преобразовываются и измеряются. С выхода этого блока напряжения, пропорциональные активным сопротивлениям изоляции всей СЭЭС и ее отдельных эле­ментов, поступают на вход контролирующего блока БК, в котором сравниваются с напряжениями уставок.

При снижении сопротивления изоляции до недопустимого уровня блок БК разрешает работу выход­ного блока БВ.

Последний включает сигнализацию, указывает номер элемента СЭЭС с дефектом изоляции и регистрирует результаты конт­роля.

Описанная система позволяет автоматизировать отключение элементов СЭЭС с пониженной изоляцией и одновременное включение резервных. Ее применение в качестве подсистемы управления СЭЭС дает возможность практически бесперебойно снабжать электроэнер­гией СТС, и в первую очередь средства, обеспечивающие безопасность плавания.